用于检测危险坠落的设备的制作方法

用于检测危险坠落的设备
1.本发明涉及一种具有至少一个电压测量装置的用于检测危险坠落的设备。
2.此外，本发明涉及一种用于检测危险坠落的方法。
3.另外，本发明涉及一种可充电电池，该可充电电池具有包括具有至少一个电压测量装置的控制电子器件的用于检测危险坠落的设备，其中该可充电电池包括控制装置，该控制装置具有放电装置以及至少一个能量储存装置。
4.现代的动力工具，例如锤钻、锯、磨削装置等以及可以连接到动力工具作为电源的可充电电池通常为非常坚固的设计，并且在坠落后几乎不显露出任何损坏。
5.然而，在从特别高的高度长时间坠落到坚硬的或无弹性的地面上之后，结果可能发生动力工具和/或可充电电池损坏。这种损坏对于动力工具和/或可充电电池的使用者来说可能无法直接看到或注意到。然而，使用者无法看到或注意到的动力工具和/或可充电电池的损坏会造成问题，因为动力工具和/或可充电电池的功能或操作模式可能不再存在。然而，对于使用者来说，确定动力工具和/或可充电电池中的一者的坠落或掉落是否已经造成损坏以及动力工具和/或可充电电池的进一步使用是否仍然足够安全并不总是容易的。
6.因此，本发明的目的是提供一种具有至少一个电压测量装置的用于检测危险坠落的设备、一种可充电电池、以及一种用于检测危险坠落的方法，可以用于解决上述问题并明显地检测危险坠落或掉落。
7.该目的通过独立权利要求1、4和6的主题来实现。本发明的进一步有利实施例可以在对应从属权利要求中找到。
8.该目的尤其通过一种具有至少一个电压测量装置的用于检测危险坠落的设备来实现。
9.根据本发明，该设备包括至少一个惯性体，惯性体由沿惯性体的三个主惯性轴的三个电导体保持，其中将电压施加到这三个电导体中的每一个，并且这三个电导体被配置成使得当达到惯性体的预定加速度阈值时，至少一个电导体的导电性受损，使得电压测量装置可检测到达到了至少一个电压的预定阈值。
10.从危险高度(即，很高的高度)坠落导致设备撞击的基面上的坠落物体突然且相对急剧地减速。基面上的这种减速对应于坠落设备的急剧加速。坠落时间越长，设备的加速度越大。惯性体通过足够大的加速度而运动导致电导体断裂，这意味着不再测量到电压。在至少一个导体中不再测量到电压的情况下，可以认为加速度足够大，从而设备已经经历了危险坠落。
11.三个电导体形成三个不同的电路。如果电导体的导电性充分受损，这可能导致相应电路的中断。
12.惯性体可以是球体。被配置为球体的惯性体可以包括用于三个导体中的每一个的三个通道，这三个通道能够相对于彼此正交地布置。
13.根据本发明的一个有利实施例，当达到了惯性体的预定加速度阈值，至少一个电导体可以中断。电导体的中断导致电导体或相应电路中完全电压下降，所以明显地，设备已经经历了足够大的加速度，从而经历了危险坠落。
14.根据本发明的进一步有利实施例，可以包括信号装置，当达到至少一个电压的预定阈值，信号装置发射至少一个信号。通过这种方式，可以向设备的使用者有效地指示设备的危险坠落。信号装置可以是led显示器、听觉信号发射器或无线电装置。无线电装置可以被配置成蓝牙、nfc(近场通信)或一些其他合适的无线通信技术的形式。
15.另外，该目的通过一种可充电电池实现，该可充电电池具有用于检测危险坠落的设备，该设备包括具有至少一个电压测量装置的控制电子器件，其中该可充电电池包括控制装置，该控制装置具有放电装置以及至少一个能量储存装置。
16.根据本发明，提供了一种用于检测危险坠落的设备，该设备包括至少一个惯性体，惯性体由沿惯性体的三个主惯性轴的三个电导体保持，其中将电压施加到这三个电导体中的每一个，并且这三个电导体被配置成使得当达到惯性体的预定加速度阈值时，至少一个电导体的导电性受损，使得电压测量装置可检测到达到了至少一个电压的预定阈值。
17.根据本发明的一个有利实施例，如果电压测量装置可检测到达到了至少一个电压的预定阈值，则至少一个能量储存装置可以通过放电装置至少部分地放电。这可以防止进一步使用可充电电池作为电源，并且同时向可充电电池的使用者指示可充电电池可能存在损坏。
18.放电装置可以由至少一个电容器、至少一个晶体管和/或至少一个电阻器形成。
19.根据本发明的进一步有利实施例，控制电子器件和/或控制装置可以被配置成使得如果电压测量装置可检测到达到了至少一个电压的预定阈值，则阻止该至少一个能量储存装置充入电能。
20.此外，该目的通过一种用于检测危险坠落的方法来实现。
21.根据本发明，该方法包括以下方法步骤：
[0022]-检测分别施加到第一电导体、第二电导体和第三电导体的第一电压、第二电压和第三电压，其中第一导体沿惯性体的第一主惯性轴延伸，第二导体沿惯性体的第二主惯性轴延伸，第三导体沿惯性体的第三主惯性轴延伸；以及
[0023]-如果当达到惯性体的预定加速度阈值，至少一个电导体的导电性受损，则通过至少一个电压测量装置检测到第一电压、第二电压或第三电压的预定阈值。
[0024]
根据本发明的一个有利实施例，如果可检测到至少一个电压的预定阈值，则信号装置可以发射至少一个信号。
[0025]
在以下附图说明中可以发现进一步的优点。附图中示出了本发明的多个不同的示例性实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合的特征。本领域技术人员也会方便地单独考虑这些特征并将它们组合来产生有用的进一步组合。
[0026]
在附图中：
[0027]
图1示出了具有根据本发明的设备的可充电电池的立体图；
[0028]
图2示出了处于第一状态的根据本发明的设备的示意图；
[0029]
图3示出了处于第二状态的根据本发明的设备的示意图；以及
[0030]
图4示出了处于第一状态的根据本发明的设备以及三个电路和控制装置的示意图。
具体实施方式
[0031]
图1描绘了可充电电池1。可充电电池1可以例如可拆卸地连接到动力工具，以便为动力工具供应电能。动力工具未在图中展示。
[0032]
可充电电池1基本上包括壳体2、多个能量储存电芯3、放电装置4和控制装置5。能量储存电芯3用于接收、储存和指示电能或电压。放电装置4被配置成大容量电容器的形式，并且用于能量储存电芯3的受控放电，即，将电能从能量储存电芯3移除。控制装置5用于控制和调节可充电电池1的各个部件或整个可充电电池1的各种功能。
[0033]
能量储存电芯3也可以称为可充电电池电芯并且可以基于锂离子技术。
[0034]
此外，可充电电池1包括用于检测危险坠落的设备6。如图1所示，用于检测危险坠落的设备6连接到可充电电池1的控制装置5。控制装置5连接到可充电电池电芯3，使得电能可以从可充电电池电芯3传递到控制装置5。与控制装置5的连接为设备6提供第一电压v1、第二电压v2和第三电压v3。此外，可以在设备6与可充电电池1的控制装置5之间以信号的形式交换数据和信息。
[0035]
图2描绘了第一示例性实施例中的用于检测危险坠落的设备6。设备6基本上包括框架7、惯性体8、第一电导体l1、第二电导体l2和第三电导体l3、控制电子器件9、以及电压测量装置10。控制电子器件9和控制装置5彼此连接，用于以信号形式交换数据和信息。电导体l1、l2、l3也可以称为电缆或线路，并且至少部分地由导电材料(例如铜)组成，以允许电流流动。
[0036]
框架7包括第一框架边缘、第二框架边缘、第三框架边缘、第四框架边缘、第五框架边缘、第六框架边缘、第七框架边缘、第八框架边缘、第九框架边缘、第十框架边缘、第十一框架边缘和第十二框架边缘。根据替代实施例，代替框架7，还可以设置至少部分封闭的容器或盒。
[0037]
在所示的示例性实施例中，惯性体8被配置为球体。然而，惯性体8也可以被配置成不同的几何形状，例如为长方体或立方体。
[0038]
电压测量装置10被定位成与方向y相反地在框架7下方，并且牢固地连接到框架7(参见图2和图3)。根据替代配置，电压测量装置10还可以在一个点处连接到框架7。电压测量装置10也可以被定位成物理上与框架7分开。
[0039]
如图2和图3所示，被配置为球体的惯性体8定位在框架7的中心(即中间)。所以惯性体8保持在框架7的中心，惯性体8包括第一通道、第二通道和第三通道。这些通道也可以称为通孔。惯性体8的这三个通道各自相对于彼此正交地布置。换言之：第一通道在z方向上延伸，第二通道在x方向上延伸，第三通道在y方向上延伸。这三个通道未在图中展示。
[0040]
第一通道在z方向上接收第一电导体l1，第二通道在x方向上接收第二导体，第三通道在y方向上接收第三导体。因此，三个导体l1、l2、l3各自相对于彼此正交地(即，几乎成直角)延伸。
[0041]
第一导体l1、第二导体l2和第三导体l3各自在两个点处连接到框架，使得被配置为球体的惯性体8保持在框架7的中心，三个导体l1、l2、l3延伸穿过惯性体。三个导体l1、l2、l3具有一定的机械拉紧度或一定的张力。三个导体l1、l2、l3在框架7上的准确定位或附接未在图中展示。
[0042]
如图2至图4所示，第一导体l1、第二导体l2和第三导体l3的相应端连接到电压测
量装置10。如图4所示，电压测量装置10连接到控制电子器件9。用于检测危险坠落的设备6的控制电子器件9连接到可充电电池1的控制装置5，使得来自可充电电池电芯3的电能流经第一导体l1、第二导体l2和第三导体l3。因此，第一导体l1具有施加于其上的第一电压v1，第二导体l2具有施加于其上的第二电压v2，第三导体l3具有施加于其上的第三电压v3。电压测量装置10检测第一电压v1、第二电压v2和第三电压v3的变化。电压测量装置10尤其可以检测到何时电压不再施加到三个导体l1、l2、l3中的一个或者何时电压v1、v2或v3等于零。
[0043]
在图2和图4中，描绘了处于不移动(即，静止)状态的用于检测危险坠落的设备6。惯性体8大致位于框架7的中心或中间。
[0044]
图3描绘了用于检测危险坠落的设备6，该设备处于一定加速度作用于设备6的状态。当设备6从一定高度坠落后撞击坚硬无弹性表面时，发生加速状态。相关联的突然减速导致设备6的负加速度。由于坠落而引起的设备6的加速和惯性体8的物理特性具有使惯性体8相对于框架7移动的效果。图3所示的惯性体8相对于框架7的移动对至少一个导体l1、l2、l3施加机械拉力或张力。图3描绘了这种机械拉力超过拉伸强度(即，断裂强度)并且第三导体l1、l2、l3断裂的情况。这中断了具有第三电压v3的第三电路。电压测量装置10检测到第三电路中的第三电压v3的变化或下降。电压的变化以适当信号的形式被传送到控制电子器件9，使得控制电子器件9检测到危险坠落。用于检测危险坠落的设备1的控制电子器件9还可以将发生危险坠落的信息发送到可充电电池1的控制装置5。然后，可充电电池1的控制装置5可以采取进一步措施。
[0045]
由于第一导体、第二导体和第三导体的材料具有一定的拉伸强度或断裂强度，所以导体l1、l2、l3仅在一定的拉力下断裂(即，导体材料故障)。使导体l1、l2、l3断裂所需的拉力与由于坠落而施加在设备6上的加速度值直接相关。导体l1、l2、l3的拉伸强度选择成使得导体l1、l2、l3仅从危险掉落高度断裂或在从危险高度坠落之后断裂。
[0046]
因此，可以中断三个电路中的一个，这可由电压测量装置10检测到，以识别从危险掉落高度的坠落。危险掉落高度或危险坠落被定义成撞击或撞击期间的负加速度可能对可充电电池1或在可充电电池中造成相关损坏。在可充电电池1的情况中，例如，当存在短路的风险时，存在相关的损坏。
[0047]
根据进一步示例性实施例，可充电电池1的用于能量储存电芯3的受控放电的放电装置4可以由来自设备6的控制电子器件9的适当信号致动和激活。如果由控制电子器件9发送的信号对应于由于至少一个导体l1、l2、l3的中断而引起的三个电路之一中的显著电压下降，则放电装置4使能量储存电芯3放电。换言之：如果通过三个导体l1、l2、l3之一中的突然电压下降而检测到从危险高度的坠落，则放电装置4使可充电电池电芯3放电。
[0048]
在将可充电电池电芯3放电之后，控制电子器件9和/或控制装置5可以防止可充电电池电芯3由充电设备再次充入电能。充电设备未在图中展示。
[0049]
根据进一步示例性实施例，信号装置11可以连接到用于检测危险坠落的设备6，使得可以输出指示已经发生从危险高度的坠落的信号。信号装置11可以被配置成传输听觉信号、视觉信号和/或电信号。该信号也可以是无线电信号。该信号也可以被发送到可充电电池1的控制装置5，并且在检测到从危险高度坠落之后，使得阻止电能从可充电电池电芯3进一步输送到负载，例如连接到可充电电池1的动力工具。动力工具未在图中展示。